Kam quvvat iste'moli davrida simsiz aloqa modullarining quvvat sarfini qanday to'g'ri o'lchash mumkin?: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Kam quvvat iste'moli - narsalar Internetida juda muhim tushuncha. Ko'pgina IoT tugunlari batareyalar bilan quvvatlanishi kerak. Faqat simsiz modulning quvvat sarfini to'g'ri o'lchab, biz 5 yillik batareyaning ishlash muddati uchun qancha batareya kerakligini aniq baholay olamiz. Ushbu maqolada siz uchun batafsil o'lchash usullari tushuntiriladi.

Narsalar Internetining ko'pgina ilovalarida terminal qurilmalari odatda batareyadan ishlaydi va cheklangan quvvatga ega. Batareyaning o'z-o'zidan zaryadsizlanishi tufayli, eng yomon holatda elektr energiyasidan haqiqiy foydalanish nominal quvvatning atigi 70% ni tashkil qiladi. Masalan, tez -tez ishlatiladigan CR2032 tugmachali batareya, bitta batareyaning nominal quvvati 200 mA / soatni tashkil qiladi va aslida faqat 140 mA / soat foydalanish mumkin.

Batareya quvvati juda cheklanganligi sababli, mahsulotning quvvat sarfini kamaytirish muhim! Keling, quvvat sarfini o'lchashning keng tarqalgan usullarini ko'rib chiqaylik. Quvvat sarfini o'lchashning bu usullari aniq bo'lgandagina, mahsulotning quvvat sarfini optimallashtirish mumkin.

1 -qadam: Birinchidan, quvvat sarfini o'lchash

Simsiz modulning quvvat sarfini sinab ko'rish, asosan, tokni o'lchashdan iborat bo'lib, bu erda tinch va dinamik tokning ikki xil sinoviga bo'linadi. Modul uyqu yoki kutish holatida bo'lsa, chunki oqim o'zgarmaydi, statik qiymatni saqlang, biz uni tinch oqim deb ataymiz. Bu vaqtda biz o'lchash uchun an'anaviy multimetrdan foydalanishimiz mumkin, faqat 1 -rasmda ko'rsatilgandek, kerakli o'lchov qiymatini olish uchun multimetrni quvvat manbai piniga ketma -ket ulashimiz kerak.

2 -qadam:

Modulning normal ishlash rejimining emissiya tokini o'lchashda signalni uzatish uchun zarur bo'lgan qisqa vaqt tufayli umumiy oqim o'zgarish holatidadir. Biz buni dinamik oqim deymiz. Multimetrning javob vaqti sekin, o'zgaruvchan tokni ushlash qiyin, shuning uchun siz o'lchash uchun multimetrdan foydalana olmaysiz. Oqimni o'zgartirish uchun siz osiloskop va oqim probini o'lchashingiz kerak. O'lchov natijasi 2 -rasmda ko'rsatilgan.

3 -qadam: Ikkinchidan, batareyaning ishlash muddatini hisoblash

Simsiz modullar odatda quyidagi 3 -rasmda ko'rsatilgandek ikkita ish rejimiga, ish rejimiga va uyqu rejimiga ega.

4 -qadam:

Yuqoridagi ma'lumotlar bizning LM400TU mahsulotimizdan keladi. Yuqoridagi rasmga ko'ra, ikkita uzatish paketi orasidagi uzatish oralig'i 1000ms ni tashkil qiladi va o'rtacha oqim hisoblab chiqiladi:

Boshqacha aytganda, o'rtacha oqim 1 sekundda taxminan 2,4mA ni tashkil qiladi. Agar siz CR2032 quvvat manbasidan foydalansangiz, ideal holda taxminan 83 soat, taxminan 3,5 kun sarflashingiz mumkin. Agar ish vaqtimizni bir soatga uzaytirsak nima bo'ladi? Xuddi shunday, yuqoridagi formula bo'yicha hisoblash mumkinki, soatiga o'rtacha oqim atigi 1,67uA. CR2032 batareyasining bir xil qismi uskunani 119, 760 soat, taxminan 13 yil ishlashga qodir! Yuqoridagi ikkita misolni taqqoslashdan ko'ra, paketlarni yuborish va uyqu vaqtini uzaytirish o'rtasidagi vaqt oralig'ini ko'paytirish butun mashinaning quvvat sarfini kamaytirishi mumkin, shuning uchun qurilma uzoq ishlashi mumkin. Shuning uchun simsiz hisoblagichlarni o'qish sohasidagi mahsulotlar odatda uzoq vaqt ishlatiladi, chunki ular ma'lumotni kuniga bir marta yuboradi.

5 -qadam: Uchinchidan, umumiy quvvat muammolari va sabablari

Mahsulotning kam quvvat sarfini ta'minlash maqsadida, paketlar oralig'ining vaqtini ko'paytirish bilan bir qatorda, mahsulotning o'zi, ya'ni yuqorida aytib o'tilgan Iwork va ISleep iste'molining kamayishi ham kuzatiladi. Oddiy sharoitlarda bu ikki qiymat chip ma'lumot varag'iga mos kelishi kerak, lekin agar foydalanuvchi to'g'ri ishlatilmasa, muammolar bo'lishi mumkin. Modulning emissiya oqimini sinovdan o'tkazganimizda, antennani o'rnatish sinov natijalariga katta ta'sir ko'rsatganini aniqladik. Antenna bilan o'lchashda mahsulot oqimi 120mA ni tashkil qiladi, lekin agar antenna vidalansa, sinov oqimi deyarli 150mA ga ko'tariladi. Quvvat iste'moli anomaliyasi, bu holda, asosan, modulning RF uchining mos kelmasligi, ichki PA ning g'ayritabiiy ishlashiga olib keladi. Shuning uchun, biz simsiz modulni baholashda mijozlarga testdan o'tishni tavsiya qilamiz.

Oldingi hisob -kitoblarda, uzatish oralig'i uzayib borayotganida, ish oqimining ish davri tobora kichrayib bormoqda va butun mashinaning quvvat sarfiga ta'sir qiluvchi eng katta omil bu ISleep. ISleep qanchalik kichik bo'lsa, mahsulotning ishlash muddati shuncha ko'p bo'ladi. Bu qiymat odatda chip ma'lumot varag'iga yaqin, lekin biz xaridorlarning fikr -mulohazalari testida ko'pincha uyqu oqimi bilan uchrashamiz, nima uchun?

Bu muammo ko'pincha MCU konfiguratsiyasi tufayli yuzaga keladi. Bitta MCUning o'rtacha MCU quvvat sarfi mA darajasiga yetishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, agar siz tasodifan IO portining holatini o'tkazib yuborsangiz yoki mos kelmasangiz, u avvalgi kam quvvatli dizaynni yo'q qilishi mumkin. Muammo qanchalik ta'sir qilishini bilish uchun kichik tajribani misol qilib olaylik.

6 -qadam:

4 -rasm va 5 -rasmning sinov jarayonida, sinov ob'ekti bir xil mahsulot va bir xil konfiguratsiya modulning uyqu rejimi bo'lib, u aniq natijalar farqini ko'radi. 4-rasmda barcha IO kirish yoki tushirish uchun tuzilgan va sinovdan o'tgan oqim faqat 4.9uA. 5 -rasmda faqat ikkita IO suzuvchi kirish sifatida tuzilgan va test natijasi 86.1uA.

Agar 3 -rasmning ish oqimi va davomiyligi o'zgarmas bo'lsa, uzatish oralig'i 1 soatni tashkil qiladi, bu esa uyqu oqimining har xil hisob -kitoblarini keltirib chiqaradi. 4 -rasm natijalariga ko'ra, soatiga o'rtacha oqim 5,57 uA, 5 -rasmga ko'ra, 86,77 uA, bu taxminan 16 marta. Shuningdek, 200mAh CR2032 batareyali quvvat manbai yordamida 4 -rasm konfiguratsiyasiga muvofiq mahsulot taxminan 4 yil davomida normal ishlashi mumkin va 5 -rasm konfiguratsiyasiga ko'ra, bu natija atigi 3 oyni tashkil qiladi! Yuqoridagi misollardan ko'rinib turibdiki, simsiz moduldan foydalanish muddatini ko'paytirish uchun quyidagi dizayn tamoyillariga amal qilish kerak:

1. Xaridorlarning talablarini qondirish sharti bilan, paketlarni yuborish vaqtini iloji boricha uzaytiring va ishchi davrda ish oqimini kamaytiring;

2. MCU ning IO holati to'g'ri sozlangan bo'lishi kerak. Turli ishlab chiqaruvchilarning MCUlari har xil konfiguratsiyaga ega bo'lishi mumkin. Tafsilotlar uchun rasmiy ma'lumotlarga murojaat qiling.

LM400TU-ZLG Zhiyuan Electronics tomonidan ishlab chiqarilgan past quvvatli LoRa yadroli moduli. Modul harbiy aloqa tizimidan olingan LoRa modulyatsiyasi texnologiyasi bilan yaratilgan. U murakkab muhitda kichik hajmli ma'lumotlarni mukammal hal qilish uchun noyob spektrni qayta ishlash texnologiyasini birlashtiradi. Ultra uzoq masofali aloqa muammosi. LoRa tarmoq shaffof uzatish moduli o'z-o'zini tashkil etuvchi tarmoq shaffof uzatish protokolini o'z ichiga oladi, foydalanuvchining bir tugmachali o'z-o'zini tashkil qilish tarmog'ini qo'llab-quvvatlaydi va hisoblagichlarni o'qish uchun maxsus protokol, CLAA protokoli va LoRaWAN protokoli bilan ta'minlaydi. Foydalanuvchilar protokolda ko'p vaqt sarflamasdan to'g'ridan -to'g'ri ilovalarni ishlab chiqishlari mumkin.